D.若是v1>v2,A受到B所施加的向左的滑动摩擦力
【答案】ABD
方法突破
方法1判断弹力的有无及其方向的方法
诠释:
弹力的有无常用的判别方法:
(1)假设法
(2)根据“物体所处的状态”来判定(3)替换法。
1.弹力的判断
(1)弹力有无的判断方法
①条件法:
根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力.此方法多用来判断形变较明显的情况.
②假设法:
对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持原有的状态.若状态不变,则此处不存在弹力;若状态改变,则此处一定有弹力.
③状态法:
根据物体的状态,利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在.
(2)弹力方向的判断
①根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断.
②根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向.
题组5判断弹力的有无及其方向的方法
1.(假设法)如下图所示的情景中,两个物体a、b(a、b均处于静止状态,接触面光滑)间一定有弹力的是( )
【答案】B
2.关于弹力的方向,下列说法中正确的是( )
A.放在水平桌面上的物体所受弹力的方向是竖直向上的
B.放在斜面上的物体所受斜面的弹力的方向是竖直向上的
C.将物体用绳吊在天花板上,绳所受物体的弹力方向是竖直向上的
D.物体间相互挤压时,弹力的方向垂直接触面指向受力物体
【答案】AD
【解析】放在水平桌面上的物体所受弹力为支持力,其方向为垂直于桌面向上,故A正确;放在斜面上的物体所受斜面的支持力方向垂直于斜面向上,故B错,D正确;绳子对物体的拉力总是沿绳子收缩的方向,而物体对绳子的弹力方向指向绳子伸长的方向,故C错。
3.如图所示,一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上,杆的另一端固定一个重力为4N的小球,小球处于静止状态时,弹性杆对小球的弹力( )
A.大小为4N,方向平行于斜面向上
B.大小为2N,方向平行于斜面向上
C.大小为4N,方向垂直于斜面向上
D.大小为4N,方向竖直向上
【答案】D
【解析】小球受重力和杆的弹力两个力的作用,且重力的方向竖直向下,由于小球处于静止状态,根据二力平衡条件可知,弹力与重力大小相等,方向相反,故弹力大小为4N,方向竖直向上,D正确。
4.已知图中的物块和球均处于静止状态,B、C中的球是光滑的,请画出它们所受的弹力方向。
【答案】如图所示。
5.如图所示,一个球形物体静止于光滑水平面,并与竖直光滑墙壁接触,A、B两点是球跟墙和地面的接触点,则下列说法正确的是( )
A.物体受重力、B点的支持力、A点的弹力作用
B.物体受重力、B点的支持力作用
C.物体在A点不受弹力
D.物体在A点受到向右的支持力
【答案】BC
方法2判断静摩擦力有无及方向的方法
诠释:
静摩擦力有无的判定方法:
(1)定义法
(2)假设法(3)根据力的作用效果(4)根据“物体所处的状态”来判定(5)利用作用力和反作用力判断
1.静摩擦力的有无和方向的判断方法
(1)假设法:
利用假设法判断的思维程序如下:
(2)状态法:
先判断物体的状态(即加速度的方向),再利用牛顿第二定律(F=ma)确定合力,然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向.
(3)牛顿第三定律法:
先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力的方向.
2.摩擦力大小的计算
(1)静摩擦力大小的计算
①物体处于平衡状态(静止或匀速运动),利用力的平衡条件来判断静摩擦力的大小.
②物体有加速度时,若只有静摩擦力,则Ff=ma.若除静摩擦力外,物体还受其他力,则F合=ma,先求合力再求静摩擦力.
(2)滑动摩擦力大小的计算:
滑动摩擦力的大小用公式Ff=μFN来计算,应用此公式时要注意以下几点:
①μ为动摩擦因数,其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关;FN为两接触面间的正压力,其大小不一定等于物体的重力.
②滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关.
题组6判断静摩擦力有无及方向的方法
1.(假设法)握在手中的瓶子不滑落下来,这是因为( )
A.手的握力大于瓶子所受的重力
B.手的握力等于瓶子所受的重力
C.手对瓶子的静摩擦力大于瓶子所受的重力
D.手对瓶子的静摩擦力等于瓶子所受的重力
【答案】D
2.运动员双手握住竖直的竹竿匀速上攀和匀速下滑时,他所受到的摩擦力分别是f上和f下,那么它们的关系是( )
A.f上向上,f下向下f上=f下
B.f上向下,f下向上f上>f下
C.f上向上,f下向上,f上=f下
D.f上向上,f下向下,f上>f下
【答案】C
【解析】本题表面上看是滑动摩擦力问题,而实质上是静摩擦力问题,仔细观察后不难发现,运动员在匀速上攀(或匀速下滑)时,他的手与竹竿之间在握住的瞬时是静止的,尽管他的整个身体做匀速直线运动。
由受力分析并结合二力平衡的知识不难得出C项正确。
3.如图所示为皮带传送装置,甲为主动轮,传动过程中皮带不打滑,P、Q分别为两轮边缘上的两点,下列说法正确的是( )
A.P、Q两点的摩擦力方向均与轮的转动方向相反
B.P点的摩擦力方向与甲轮的转动方向相反,Q点的摩擦力方向与乙轮的转动方向相同
C.P点的摩擦力方向与甲轮的转动方向相同,Q点的摩擦力方向与乙轮的转动方向相反
D.P、Q两点的摩擦力方向均与轮的转动方向相同
【答案】B
4.一辆遥控电动玩具汽车,已知车内电动马达驱动后轮转动.玩具汽车的后轮、前轮分别放在平板小车甲、乙之上.如图所示。
按动遥控器上的“前进”、“后退”键,汽车就能前进或后退,地面与甲、乙车之间的摩擦力不计。
以下叙述正确的是( )
A.按动遥控器上的“前进”键,乙车对前轮摩擦力向前,乙车相对地面向前进
B.按动遥控器上的“前进”键,甲车对后轮摩擦力向前,甲车相对地面向后退
C.按动遥控器上的“后退”键,甲车对后轮摩擦力向后,甲车相对地面向前进
D.按动遥控器上的“后退”键,乙车对前轮摩擦力向后,乙车相对地面向后退
【答案】BC
【解析】按动“前进”键,甲车对后轮提供向前的摩擦力作用,以驱动汽车向前运动,甲车受到的摩擦力是向后的,甲车相对地面向后退,故选项B正确;同理可得选项C正确。
5.三个相同的物体叠放在水平面上,B物体受到水平拉力的作用,但三个物体都处于静止状态,如图所示,下列判断正确的是( )
A.各个接触面都是粗糙的
B.A与B的接触面可能是光滑的
C.C与水平面的接触面可能是光滑的
D.B与C、C与水平面的接触面一定是粗糙的
【答案】BD
点评:
静摩擦力属于接触力,分析静摩擦力时需要找到接触面,且接触面处保持相对静止时,才可能产生静摩擦力。
方法3计算摩擦力大小的方法
诠释:
计算摩擦力大小的方法:
(1)滑动摩擦力的公式
(2)根据“物体所处的状态”列受力方程求解。
1.静摩擦力大小的计算
(1)物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动),利用力的平衡条件来求解其大小.
(2)物体有加速度时,若只有摩擦力,则Ff=ma,例如,匀速转动的圆盘上物块靠摩擦力提供向心力产生向心加速度.若除摩擦力外,物体还受其他力,则F合=ma,先求合力再求摩擦力.
(3)最大静摩擦力与接触面间的压力成正比,为了处理问题的方便,最大静摩擦力常常按近似等于滑动摩擦力处理.
(4)物体实际受到的静摩擦力一般小于最大静摩擦力.
2.滑动摩擦力大小的计算
(1)滑动摩擦力的大小可以用公式Ff=μFN计算.
(2)结合研究对象的运动状态(静止、匀速运动或变速运动),利用平衡条件或牛顿运动定律列方程求解.
题组7计算摩擦力大小的方法
1.如图所示,质量mA>mB的两物体A、B叠放在一起,靠着竖直墙面。
让它们由静止释放,在沿粗糙墙面下落过程中,物体B的受力示意图是( )
【答案】A
【解析】两物体A、B叠放在一起,在沿粗糙墙面下落过程中,由于物体与竖直墙面之间没有压力,没有摩擦力,二者一起做自由落体运动,A、B之间没有弹力作用,因而不存在摩擦力,物体B的受力示意图是A项。
2.水平桌面上一重为200N的物体,与桌面间的动摩擦因数为0.2,当依次用15N、30N、80N的水平力拉此物体时,物体受到的摩擦力依次为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )
A.15N 30N 40NB.15N 30N 80N
C.0 0 40ND.40N 40N 40N
【答案】A
3.(多选)如图甲所示,放在固定斜面上的物体,受到一个沿斜面向上的力F作用,始终处于静止状态,F的大小随时间变化的规律如图乙所示.则在0~t0时间内物体所受的摩擦力Ff随时间t的变化规律可能为下列选项中的(取沿斜面向上为摩擦力Ff的正方向)( )
【答案】BCD
【解析】物体在斜面上始终处于平衡状态,沿斜面方向受力平衡方程为:
F-mgsinθ+Ff=0,解得Ff=mgsinθ-F,若初态mgsinθ=F,则选项B正确;若初态mgsinθ>F,则选项C正确;若初态mgsinθ4.如图所示,位于水平桌面上的物块P,由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连,从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的,已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都是μ,两物块的质量都是m,滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计,若用一水平向右的力F拉P使它做匀速运动,则F的大小为( )
A.4μmgB.3μmg
C.2μmgD.μmg
【答案】A
5.如图所示,质量为1kg的物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2,从t=0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行,同时受到一个水平向左的恒力F=1N的作用,g取10m/s2,向右为正方向,该物体受到的摩擦力Ff随时间变化的图象是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )
【答案】A
【解析】物体向右减速过程中,受滑动摩擦力作用,方向水平向左,Ff1=μmg=2N,物体速度减为零后,因F<μmg,物体将保持静止,此时Ff2=F=1N,方向水平向右,故A正确.
6.(多选)如图甲所示,A、B两个物体叠放在水平面上,B的上下表面均水平,A物体与一拉力传感器相连接,连接力传感器和物体A的细绳保持水平.从t=0时刻起,用一水平向右的力F=kt(k为常数)作用在B的物体上,力传感器的示数随时间变化的图线如图乙所示,已知k、t1、t2,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力.据此可求( )
甲 乙
A.A、B之间的最大静摩擦力
B.水平面与B之间的滑动摩擦力
C.A、B之间的动摩擦因数μAB
D.B与水平面间的动摩擦因数μ
【答案】AB
【解析】当B被拉动后,力传感器才有示数,地面对B的最大静摩擦力为Ffm=kt1,A、B相对滑动后,力传感器的示数保持不变,则FfAB=kt2-Ffm=k(t2-t1),A、B正确;由于A、B的质量未知,则μAB和μ不能求出,C、D错误.
7.(多选)如图所示,质量为m的木块在质量为M的长木板上向右滑行,木块同时受到向右的拉力F的作用,长木板处于静止状态.已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数为μ2,以下几种说法正确的是( )
A.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mg
B.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m+M)g
C.当F>μ2(m+M)g时,木板便会开始运动
D.无论怎样改变F的大小,木板都不可能运动
【解析】AD